[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorwärmung und ggf. Trocknung von feinkörnigen
Feststoffen mit einer mit Feststoffeintragsvorrichtung versehenen pneumatischen Förderstrecke
und nachgeschaltetem Abscheider.
[0002] Im Zusammenhang mit der Durchführung endothermer Prozesse ist es üblich, die Abgase
des eigentlichen Prozesses zur Vorwärmung und ggf. Vorentwässerung des frischen Aufgabegutes
zu verwenden. Für den Kontakt zwischen frischem Aufgabegut und Prozeßabgas sind in
der Regel Schwebe- bzw. Venturiaustauscher, die häufig in Kaskadenbauweise angeordnet
sind, gebräuchlich (DE-AS 17 67 628, DE-OS 25 24 540).
[0003] Obgleich diese Form der Vorwärmung bzw. Ausnutzung der Prozeßabgase von Vorteil ist,
treten Probleme dann auf, wenn das Aufgabegut von vornherein oder während des Trockenprozesses
zu Anbackungen neigt. Dieses Problem verstärkt sich im allgemeinen, wenn die Abgasmenge
und damit -wärme zur erforderlichen Vorwärmung durch direkten Gas/Feststoff-Kontakt
nicht ausreicht und demzufolge eine zusätzliche Vorwärmung z.B. durch indirekten Wärmeaustausch
mit in den Trockner installierten Heizflächen erforderlich ist. In diesen Fällen kann
es zu völligen Verbackungen der Heizflächen kommen mit der Folge, daß der Wärmeübergang
auf einen Bruchteil des an sich erforderlichen Wertes zurückgeht. Es verbleibt dann
nur die Möglichkeit der Stillsetzung und gründlichen Reinigung der Vorrichtung.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Vorwärmung und ggf. Trocknung
von feinkörnigem Feststoff bereitzustellen, die die bekannten, insbesondere vorgenannten
Nachteile nicht aufweist und bei apparatemäßig niedrigem Aufwand eine über einen Langzeitraum
einwandfreie Betriebsweise gestattet.
[0005] Die Aufgabe wird gelöst, indem die Vorrichtung der eingangs genannten Art entsprechend
der Erfindung gekennzeichnet wird durch mehrere fluidisierte Aufheizkammern (7,8,9),
die vom abgeschiedenen Feststoff nacheinander durchflossen werden und in die miteinander
verbundene, von einem Wärmeträgermedium im Gegenstrom zum Feststoff durchflossene
Heizflächen (10) eintauchen sowie eine Rückführleitung (11) von der vom Feststoff
durchflossenen Aufheizkammer (9) in die Förderstrecke (4) und eine Entnahmevorrichtung
(17,18) für Feststoff an einem zwischen Abscheider (6) und Förderstrecke (4) liegenden
Aggregat.
[0006] Die vorstehend definierte Vorrichtung besitzt den Vorzug, daß das frische Aufgabegut
mit dem über die pneumatische Förderstrecke, den nachgeschalteten Abscheider und die
fluidisierten Aufheizkammern fließenden, bereits vorgewärmten und ggf. getrockneten
oder vorgetrockneten Feststoff praktisch augenblicklich vermischt wird. Durch diese
Vermischung verliert das frische Gut seine Neigung zur Ansatzbildung und wird quasi
in einem Hilfsbett aus arteigenem Produkt vorgewärmt und ggf. getrocknet bzw. vorgetrocknet.
[0007] Besonders vorteilhaft ist es eine Vorrichtung einzusetzen, die mehrere vom Feststoff
nacheinander durchflossene Aufheizkammern und im Gegenstrom hierzu vom Wärmeträgermedium
durchflossene, in den einzelnen Aufheizkammern befindliche Heizflächen sowie eine
Rückführleitung von der vom Feststoff durchflossenen letzten Aufheizkammer in die
Förderstrecke besitzt. Hierbei können die Aufheizkammern eine bauliche Einheit bilden,
d.h. lediglich durch Trennwände voneinander separiert sein. Durch - in Fließrichtung
des Feststoffes gesehen - abnehmende Höhe der Trennwände kann eine Rückvermischung
des Feststoffes vermieden werden. Die einzelnen Aufheizkammern können jedoch auch
ein separates Element bilden.
[0008] Die Förderung in der pneumatischen Förderstrecke kann mit kaltem oder auf beliebige
Weise vorgewärmtem Gas erfolgen. Beispielsweise kann auch Abgas aus einem nachgeschalteten
Prozeß zur thermischen Behandlung des vorgewärmten Feststoffes eingesetzt werden.
Besonders zweckmäßig ist es, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbst anfallendes
Abgas zur Förderung zu nutzen.
[0009] Demzufolge sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, die Vorrichtung mit einer die
Abgase der fluidisierten Aufheizkammern 7,8,9 aufnehmenden, zum unteren Bereich der
Förderstrecke 4 führenden Rohrleitung 16 auszustatten. Hierdurch wird der Wärmeinhalt
der die Aufheizkammern verlassenden Abgase zur Gutaufheizung in der Förderstrecke
genutzt.
[0010] Die den Aufheizkammern vermittels des Wärmeträgermediums zugeführte Energie kann
beliebiger Herkunft sein. Sie kann beispielsweise durch Brenner in einer Verbrennungskammer
erzeugt worden sein. Sie kann auch durch das Endprodukt der thermischen Behandlung
in einem Produktkühler eingebracht werden.
[0011] Das Wärmeträgermedium wird zweckmäßigerweise in einem geschlossenen Kreislauf über
die Aufheizkammern der erfindungsgemäßen Vorrichtung und eine geeignete Vorrichtung
zur Wiederaufheizung geführt. Es kann beispielsweise aus Druckwasser oder einem hochsiedenden
organischen Lösungsmittel, ggf. auch aus einer Salzschmelze oder einer hochsiedenden
Lösung bestehen. Selbstverständlich sind auch andere von Wasser verschiedene und unter
Druck gehaltene Flüssigkeiten verwendbar.
[0012] Der Grad der Vorwärmung ggf. mit Trocknung bzw. Vortrocknung bestimmt sich nach der
Beschaffenheit des frischen Aufgabegutes und/oder den Gegebenheiten eines sich evtl.
anschließenden Folgeprozesses. Im allgemeinen wird man eine Vorwärmung auf etwa 100
bis 200°C vorsehen.
[0013] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere mit Vorteil zur Vorwärmung und
Trocknung von Ausgangsstoffen geeignet, die aufgrund hohen Feuchtigkeitsgehaltes und/oder
klebender Materialeigenschaften im Ausgangszustand bei direktem Kontakt mit Heizflächen
zu Ansätzen führen würden. Ein typischer Anwendungsfall ist das Vorwärmen und Trocknen
von filterfeuchtem Aluminiumhydroxid.
[0014] Die Erfindung wird anhand der Figur und des Beispiels näher und beispielsweise erläutert.
[0015] Die Figur veranschaulicht die erfindungsgemäße Vorrichtung in bevorzugter Ausgestaltung
und schematischer Darstellung mit drei Aufheizkammern.
[0016] Das in der Regel feuchte Aufgabegut wird aus dem Vorratsbunker 1 mittels einer Dosiervorrichtung
(2) abgezogen und zur Eintragsschnecke (3) geleitet, welche es in die Förderstrecke
(4) einträgt. Die aus der Förderstrecke (4) oben ausgetragene Gas/Feststoff-Suspension
wird über Leitung (5) zum Abscheidezyklon (6) geführt und dort in Gas und Feststoff
getrennt. Die Förderluft wird entweder in einem separaten Entstaubungsaggregat gereinigt
oder in einem vorhandenen Entstaubungsaggregat gemeinsam mit anderen Abgasen gereinigt.
[0017] Der im Abscheidezyklon (6) abgeschiedene Feststoff wird zum größten Teil der ersten
der drei in Serie geschalteten fluidisierten Aufheizkammern (7,8,9) zugeführt und
im indirekten Wärmeaustausch mittels eingebauter Heizflächen (10), die von einem in
einer Brennkammer (12) erwärmten Wärmeträgermedium durchflossen werden, erwärmt. Mit
(13) ist die Leitung zur Zuführung und mit (14) die Leitung zur Abführung des Wärmeträgermediums
bezeichnet. Nach Durchgang des Feststoffes durch die Heizkammern (7,8,9) erfolgt seine
Rückführung über Leitung 11 in die Förderstrecke (4).
[0018] Das Medium zur Fluidisierung der Heizkammern (7,8,9) und zur pneumatischen Förderung
des frischen Aufgabegutes wird über Leitung (15) herangeführt. Die Abgase der fluidisierten
Heizkammern (7,8,9) werden über Leitung (16) als zusätzliches Fördermedium in die
Förderstrecke (4) eingetragen.
[0019] Der Teil des im Abscheidezyklon (6) abgeschiedenen Feststoffes, der dem über die
Eintragsschnecke (3) eingetragenen frischen Aufgabegutes entspricht, wird über die
Zellenradschleuse (17) und Leitung (18) ausgetragen und ggf. einer weiteren Behandlung,
z.B. in einer nachgeschalteten Kalzinieranlage, zugeführt.
Beispiel
[0020] Aus dem Vorratsbunker (1) werden mittels der Dosiervorrichtung (2) und der Eintragsschnecke
(3) stündlich 42,5 t filterfeuchtes Aluminiumhydroxid mit einer Feuchte von 10 Gew.-%
der Förderstrecke (4) aufgegeben. Die Förderstrecke (4) wird mit 3000 Nm³/h Luft und
mit 9000 Nm³/h der zu gleichen Teilen aus den Aufheizkammern (7,8,9) stammenden Abgase
(Leitung 16) beaufschlagt. In ihr tritt eine praktisch augenblickliche Vermischung
des feuchten Aluminiumhydroxids mit dem teilentwässerten und auf 150°C vorgewärmten
Aluminiumhydroxid, das über Leitung (11) herangeführt wird, ein. Nach der Abscheidung
im Abscheidezyklon (6) wird ein Aluminiumhydroxid erhalten, dessen Temperatur 100°C
beträgt.
[0021] Der der Eintragsmenge entsprechende Anteil von 38,3 t/h wird über Zellenradschleuse
(17) und Leitung (18) mit einer Temperatur von 100°C abgezogen. Der verbleibende Anteil
wird der ersten Heizkammer (7) und dann den folgenden Heizkammern (8,9) zugeführt.
In diesen Heizkammern erfolgt eine stufenweise Aufheizung auf eine Temperatur von
140°C, mit der der im Kreislauf geführte Feststoff mittels der Leitung (11) wieder
der Förderstrecke (4) zugeleitet wird.
[0022] Als Wärmeträgermedium dient Druckwasser von 200°C, das in der Brennkammer (12) durch
Verbrennung von 285 kg/h schwerem Heizöl (H
u = 40 900 kJ/kg) in einer Menge von 84 t/h erzeugt und - in Richtung des Feststoffflusses
gesehen - der letzten Heizkammer (9) zugeleitet wird. Nach Durchgang durch die Heizkammer
(9,8,7) hat sich das Druckwasser auf 170°C abgekühlt.
1. Vorrichtung zur Vorwärmung und ggf. Trocknung von feinkörnigem Feststoff einer
mit Feststoffeintragsvorrichtung versehenen pneumatischen Förderstrecke und nachgeschaltetem
Abschneider, gekennzeichnet durch mindestens eine fluidisierte Aufheizkammer (7,8,9),die
von abgeschiedenem Feststoff durchflossen wird und in die mindestens eine, von einem
Wärmeträgermedium durchflossenen Heizfläche (10) eintaucht, sowie eine Rüchführleitung
(11) von der vom Feststoff durchflossenen Aufheizkammer (9) in die Förderstrecke (4)
und eine Entnahmevorrichtung (17,18) für Feststoffe an einem zwischen Abschneider
(6) und Förderstrecke (4) liegenden Aggregat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere vom Feststof nacheinander
durchflossene Aufheizkammern (7,8,9) und im Gegenstrom hierzu vom Wärmeträgermedium
durchflossene, in den einzelnen Aufheizkammern (7,8,9) befindliche Heizflächen (10)
sowie eine Rückführleitung (11) von der vom Feststoff durchflossenen letzen Aufheizkammer
(9) in die Förderstrecke (4).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine die Abgase der Aufheizkammern
(7,8,9) aufnehmende, zum unteren Bereich der Förderstrecke (4) führende Rohrleitung
(16).